Искусственная плазменная турбулентность верхней ионосферы, возбуждаемая мощным КВ-радиоизлучением наземных передатчиков. Результаты экспериментальных исследований тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ

я

Госкомвуз России Ордена Трудового Красного Знамени

ВЕРХНЕЙ ИОНОСФЕРЫ, ВОЗБУЖДАЕМАЯ МОЩНЫМ КВ-РАДИОИЗЛУЧЕНИЕМ НАЗЕМНЫХ ПЕРЕДАТЧИКОВ РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Специальность 01.04-03 — радиофизика.

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Нижний Новгород-1995

Работа выполнена в Нижегородском научно-исследовательском радиофизическом институте

Официальные оппоненты: член-корр. РАН,

докт. физ.-мат. наук, профессор ГУРЕВИЧА. В. докт. физ.-мат. наук, профессор

ЗАЙЦЕВ В. В. докт. физ.-мат. наук, профессор МАРКОВ Г. А.

Ведущая организация: Радиоастрономический Институт HAH Украины, г.Харьков.

Защита диссертации состоится 1996" г.

в //час. ~ мин, на заседании специализированного совета Д 064.05.01 при Научно-исследовательском радиофизическом институте (НИРФИ). Адрес: 603600, г. Нижний Новгород, ул. Большая Печерская, 25.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИРФИ.

Автореферат разослан г.

Ученый секретарь специализированного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Изучение особенностей взаимодействия мощного радиоизлучения с плазмой относится к числу наиболее активно разрабатываемых проблем физики плазмы. Интерес 4 ней диктуется разнообразными возможными приложениями, связанными с нагревом плазмы высокочастотным электромагнитным излучением. Здесь принципиальным моментом является то, что взаимодействие интенсивного излучения с плаз-" мой сопровождается развитием целого ряда фундаментальных нелинейных явлений, таких как: параметрические неустойчивости плазмы и возбуждение сильной плазменной турбулентности, модификация профиля плотности плазмы под действием сил светового и теплового давления, ускорение электронов до сверхтепловых энергий, генерация вторичного электромагнитного излучения,'а также возбуждение электрических полей н токов в возмущенной области ионосферы и т.п. Экспериментальное исследование этих явлений необходимо для многих разделов физики плазмы и ионосферы. Также среди ключевых "проблем, с решением которых связано понимание природы генерации естественной ионосферной турбулентности, является изучение эволюции возмущений плотности плаямы. Эти исследования весьма перспективно проводить путем изучения свойств турбулентности, созданной в ионосфере искусственно, например, с помощью воздействия на нее мощными радиоволнами. При этом измерения выполняются с управляемыми источниками возмущений^ которые индуцируются в ионосфере с определенной интенсивностью, в течение заданного интервала времени, на выбранных высотах ионосферы, в известных геофизических условиях и для диагностики которых используются такие хорошо-развитые методы исследования ионосферы, как вертикальное импульсное зондирование, ракурсное рассеяние радиоволн, мерцание сигналов дискретных радиоисточников и ИСЗ, некогерентное рассеяние, оптическое свечение атмосферы и др.

Рассматриваемый в диссертации круг вопросов является частью интенсивно проводимых в России и за рубежом экспериментальных и теоретических исследований по изучению свойств искусственной ионосферной турбулентности (ИИТ), индуцируемой мощной радиоволной в ^-области ионосферы. В диссертации проводится детальный анализ результатов исследований стрикционной и тепловой (резонансной).параметрических неустой чнпостей, генерации мелкомасштабных искусственных ионосферных неоднородноегей (МИИН), спектральных и динамических характеристик искусственного радиоизлучения ионосферной плазмы (ИРН). Выполненные исследования свойств ИЙТ позволили сформулировать эмпирические модели её развития на разных, этапах взаимодействия мощной волны с

плазмой и раовить на их основе новые методы диагностики верхней ионосферы.

Суммируя вышесказанное, можно заключить, что актуальность тематики диссертационной работы определяется необходимостью проведения фундаментальных исследований свойств ИИТ, индуцируемой при воздействии на верхнюю ионосферу пучком мощных радиоволн наземных КВ-передатчиков, и развития новых методов диагностики ионосферной плазмы. '

В основу диссертации положены результаты выполненных актором экспериментов. Однако, где это было необходимо для полного и законченного описания наблюдаемых явлений, в диссертации приводятся и анализируются данные других исследований с указанием соответствующих источни-

КОГ1.

Целью диссертационной работы является экспериментальное исследование характеристик ИИТ, возбуждаемой в ^-области ионосферы мощным КВ-радиоиалучением наземных передатчиков, и развитие на основе ее свойств новых методов диагностики ионосферы, в том числе:

— изучение свойств стрикционной и тепловой (резонансной) параметрических неустойчиво стен иих взаимовлияния при развитии ИИТ;

— исследование характеристик МЙИН при различных режимах воздействия мощным радиоизлучением на плазму;

— изучение влияния состояния ионосферной плазмы на характеристики

ИИТ; -

— исследование динамических и спектральных характеристик различных компонент ИРИ и их зависимости от параметров мощной радиоволны, состояния ионосферной плазмы и близости частоты волны накачки (ВН) к гармонике гнрочастоты электронов;

— исследование динамики высокочастотной плазменной турбулентности; .

— разработка и апробирование различных схем диагностического зондирования возмущенной области моносферы с помощью ИРИ.

Научная новизна работы определяется полученными оригинальными результатами и заключается в следующем,

1. Впервые проведены детальные экспериментальные исследования различия стрикционной и тепловой (резонансной) параметрических не-устойчивостей в ионосферной плазме, модифицированной мощной электромагнитной волной О-поляризации, включающие

—намерение пороговых мощностей ВН и их зависимости от /ин и состояния ноносфериой плазмы;

—обнаружение "постстрикцпонных'' осцилляции отраженных от ионосферы сигналов как самой ВН, так и пробных волн на частотах /пв ~ /вн;

—обнаружение эффекта гистерезиса в зависимости интенсивности МИИН от мощности ВН;

—обнаружение максимума в стационарном спектре МИИН в области масштабов 1х — До (Ао — длина волны ВИ п вакууме).

2. Обнаружена генерация МИИН с ~ Зм вблизи уровня отражения ВН на стрнкционной фазе развития ее взаимодействия с плазмой.

3. Обнаружено существование максимума п спектре искусственных флуктуации плотности плазмы в области масштабоп ~ Зм в первые секунды после начала модификации ионосферы (на стадии развития эффекта аномального ослабления), когда мощность ВН Рэ > 510 МВт.

4. Обнаружены и исследованы эффекты "модуляционного провала" н переноса модуляции амплитуды ВН на пробные полны близких частот.

5. Впервые в оавехзшенном виде сформулирована эмпирическая модель . мелкомасштабной ПИТ и проведена ее апробация при численном моделировании генерации широкополосной компоненты ПРИ.

(3. Обнаружено резкое изменение условий генерации МШШ в /"-облает . ионосферы с изменением ее освещенности.

7. При исследовании характеристик ПРИ впервые:

—выполнены измерения динамики развития основных его компонент;, —поучены вариации спектральных характеристик ПРИ при приближении частоты ВН к гармонике гнрочастоты электронов; —изучены свойства излучения вблизи второй гармоники гирочастоты электронов;

—обнаружена и изучена компонента излучения п области больших положительных отстроек (Д/+ ~ 50-400 кГц) относительно частоты ВН;

—проведено детальное изучение характеристик ПРИ в областн его узкополоснохс компоненты л показано, что здесь можно выделить, по крайне мере, две различные ее структуры (МСс и N0*); :—выполнены измерения времен развития и релаксации ПРИ для различных его компонент, в различных геофизических условиях и для

различных частот ВН, в которых обнаружено резкое уменьшение характерных времен релаксации ИРИ при приближении частоты ВН к гармонике гирорезонанса.

8. Предложены и апробированы новые методы исследования верхней ионосферы, в основе которых лежит использование эффекта генерации ИИТ при ее модификации мощными радиоволнами.

Научная и практическая ценность работы. В научном плане выполненные автором исследования дают основу для более глубокого понимания физики взаимодействия мощного электромагнитного излучения с плазмой, а также механизмов образования как высокочастотной, тах и мелкомасштабной низкочастотной искусственной плазменной турбулентности, ее эволюции и зависимости ее свойств от состояния и параметров плазмы.

По результатам измерения характеристик МИИН составлена эмпирическая модель мелкомасштабной ЙИТ, которая была успешно апробиро-,»аиа при численном моделировании эволюции широкополосной компоненты ИРИ. Эти исследования вместе с результатами измерении свойств различных компонент ИРИ, а также выполненные измерения характеристик высокочастотной плазменной турбулентности открывают широкие возможности для развития новых методов диагностики ионосферы с помощью ИРИ. Первые выполненные в этом направлении эксперименты показали, что здесь возможно измерение таких параметров ионосферной плазмы, как уровень ее естественной возмущенно ста, температуры электронов и частоты их соударений, потоков фотоэлектронов и ускоренных частиц, тер-модиффузконных коэффициентов ь верхней ионосфере. ,

На защиту выносятся:

1. Цикл экспериментальных исследоаэдий стрикционной стадии взаимодействия мощного электромагнитного излучения О-пояяризацил с плазмой ^-области ионосферы, включающая результаты измерений —зависимости порогов генерации стрикциоиион параметрической неустойчивости от частоты ВН и ионосферных условий; —генерации МИЙН на стрикцпшшои фазе взаимодействия ВН с плазмой;

—характеристик "постстрикциоиных" осцилляции отраженного от ионосферы сигнала ВН и пробных волн близких отстроек.

2. Эмпирическая модель мелкомасштабной ИИТ, включающая результаты исследования

—особенностей развития и релаксации МИИН как при длительном,, так и импульсном режимах излучения ВН;

—¡зависимости стационарной интенсивности МИИН от мощности ВН;

—спектральных характеристик МИИН на стадии их разпитня и на стационаре; -

—эффекта "модуляционного провала".

3. Цикл экспериментальных исследований эффекта аномального ослабления радиоволн в возмущенной области ионосферы, включающих результаты измерений

—зависимости порогов генерации тепловой параметрической неустойчивости от частоты BII и ионосферных условий и обнаруженного эффекта гистерезиса в пороговых мощностях развития и срыва .неустойчивости;

—особенностей развития эффекта аномального ослабления лрн больших мощностях BII н.обнаруженного эде.сь эффекта переноса модуляции амплитуды BII на пробные волны с /пв ~ /вн-,' —спектральных характеристик МИИН п области масштабов £±. ~ 50-200 м и обнаружение спектрального максимума на масштабах А0.

4. Результаты измерений динамических, н спектральных характеристик ИРИ для его основных компонент (DM, NC, ВС, BUM), а также излучения на частотах вблизи юторой гармоники частоты ВН и компоненты ИРИ в области больших положительных отстроек.

5. Результаты исследований оволюции высокочастотной плазменной турбулентности, включающие

—обнаружение на первом этапе распада высокочастотной плазменной турбулентности ускорения релаксации ИРИ в области DM и существование в области ВС времени задержки начала релаксации излучения относительно момента выключения ВН при проведении измерении вдаз'ш от гармоник гирочастоты электронов; —обнаружение резкого уменьшения характерных времен релаксации излучения при приближении частоты ВН к гармонике гирочастоты электронов;''

—обнаружение зависимости темна релаксации ИРИ от уровня ПИТ.

6. Цикл экспериментальных исследований с использованием ИРИ для диагностики ИИТ, включающий

—определение оптимальных схем диагностического зондирования н условий н возможностей их использования;

—измерение скорости распространения индуцируемых мощной радиоволной возмущений вдоль силовых линий геомагнитного поля;

. —исследования суточных вариаций характеристик диагностического ИРИ;

—исследования изменения услрвин генерации различных компонент ИРИ при использовании режима дополнительного нагрева ионосферной плазмы.

Яичный вклад автора. Большинство работ автора по теме диссертации написано в авторских коллективах. Из этих работ в диссертацию включены только те результаты, вклад автора в которые был определяющим и включал в себя: постановку и проведение измерений, обработку и анализ экспериментальных данных, формулирование результатов и выводов работы, а также оформление их в виде статей в .научных журналах или представление в виде докладов на конференциях, совещаниях и симпозиумах. Во всех других случаях используемые в диссертации результаты приводятся с соответствующими ссылками на их авторство и приоритетные публикации.'

Апробация результатов. Основные результаты диссертационной работы докладывались на Суздальских симпозиумах URSI по модификации ионосферы мощным радиоизлучением (Суздаль, 1983, 1986, 1991, Упп-сала, 1994), Всесоюзном совещании "Нелинейные явления в ионосфере" (Мурманск, 1979), Всесоюзной конференции "Волны в плазме" (Ленинград, 1978), Всесоюзных Конференциях по распространению радиоволн (Томск, 1978, Горький, 1981, Ленинград, 1984, Алма-Ата, 1987, Харьков, 1990, Ульяновск, 1993), Всесоюзном совещании по проблеме "Неоднородная структура ионосферы" (Ашхабад, 1979), Всесоюзном симпозиуме "Ионосфера и взаимодействие декаметровых волн с ионосферной плазмой" (Звенигород, 1989), XXIII и XXIV Генеральных Ассамблеях URSI (Прага, 1990, Киото, 1993), симпозиуме Европейского геофизического общества (Гренобль 1994), XXX Ассамблее COSPAR (Гамбург, 1994), а также на научных семинарах НИРФИ, ФИ АН, ИЗМИР АН, IRF (Uppsala, Sweden).

Публикации. Работы автора опубликованы в научных журналах: Письм; вЖЭТФ, УФН, Радиофизика, Геомагнетизм и аэрономия, J. Geophys. Research, J. Atmos. and Terr. Physics, тезисах докладов, препринтах НИРФИ, тематических сборниках. Всего по темедиссертации опубликовано 92 работы.

л

Структура и объем диссертация; Диссертация состоит нз введения, шести глав, заключения и двух приложений и содержит 256 страниц основного текста, 81 рисунок, 3G4 наименования цитируемой литературы (общим объемом 419 стр).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ':-■

Во Введении обосновывается актуальность проводимых исследований, определяются цели ¡работы,- отмечается научная новизна полученных результатов, приводятся выносимые на защиту основные положения выполненных в диссертации исследований, и кратко излагается ее содержание.

Первая глава диссертации посвящена' обсуждению сущности основных явлении, наблюдаемых в экспериментах по модификации ^-области ионосферы, н обзору развитых к настоящему времени теоретических прсдста-. вленшх о механизмах генерации ИИТ, Ее целью является создание общего .представления о развитии ИИТ и включение в рассмотрение дополнительных наблюдаемых эффектов по сравнению с исследуемым в диссертации кругом вопросов. Приведенные здесь свойства ИИТ имеют важное значение для правильной интерпретации изучаемых в диссертации экспериментальных данных. Кроме того, приведенные здесь выводы теоретических исследований широко используются при анализе полученных результатов. В ней "

— рассмотрены основы теории стрнкционной параметрической неустойчивости, развитие которой приводит к генерации ленгмюроБской турбулентности вблизи уровня отражения ВЦ, н результаты исследований сильной ленгмюровской турбулентности, выполненных применительно к ионосфере;

— рассмотрены основы тепловой (резонансной) параметрической неустойчивости, приводящей к генерации МИНН пблизя уровня верхнегн-брндного резонанса для ВИ;

■—рассмотрены особенности генерации крупномасштабных веоднородно сгей ионосферной плазмы за счет развития самофохуснровочкой неустойчивости мощных радиоволн; *

— приведены результаты исследований макроскопических воамущеннй Температуры и плотности электронов плазмы за счет нагрева, ее мошной радиополной; '

— проанализировано влияние модификации профиля плотности плазмы ал счет сия теплового и стрнкцяошгого давления на характер развития взаимодействия мощного радиоизлучения с ионосферой;

— рассмотрены процессы, приводящие s ускорению электронов в областях плазменного резонанса, и влияние ускоренных частиц на общее состояние по'носферпой плазмы.

Завершается глава описанием наблюдаемой последовательности из четырех этапов развития ИИТ при модификации Р-области ионосферы и обсуждением их возможных взаимовлияний.

Во второй главе представлены результаты экспериментальных исследований развития стрикционной параметрической неустойчивости, включающие

— изучение эффекта стрикциоиного самовоздействия мощных радиоволн в ^-области ионосферы с определением зависимости порогов его возникновения от частоты ВН н ионосферных условий;

— исследования особенностей генерации ПРИ на стрикционной стадии взаимодействия мощной радиоволны с плазмой; '

— измерения характеристик "стрикцношшх" МИИЯ; •

' - — изучение свойств "постстрикционных" осцилляции отраженных от ионосферы сигналов ВН и пробных волн близких к /вн частот.

В последнем параграфе главы сформулирована модель развития ИИТ на стрикционной стадии взаимодействия мощного радиоизлучения с плазмой ^-области ионосферы и проведено сравнение полученных экспериментальных результатов с развитыми теоретическими представлениями.

•В третьей еиаое детально анализируются результаты измерений динамических и спектральных характеристик МИНН, а также особенностей их генерации при больших мощностях ВН и различных режимах ее излучения. Эта глава, несомненно, занимает центральное место в диссертации. Приведенные здесь ¡результаты экспериментальных исследований, касающиеся изучения характерных времен развития и релаксации МИНН, зависимости их интенсивности от мощности ВН, особенностей эволюции неоднородно-стей при модификации ионосферы короткими импульсами ВН, изменения спектральных характеристик МИИН в процессе их развития, широко затем используются при интерпретации наблюдаемых особенностей эффекта аномального ослабления и генерации ИРИ. Результаты выполненных исследований легли и основу эмпирической модели генерации МИИН, которая успешно была апробирована при чнслснном моделировании генерации широкополосной компоненты ИРИ.

•В заключительном параграфе главы анализируются экспериментальные данные, касающиеся особенностей генерации и расниьгвания мелкомасштабных неоднородностсй в верхней ионосфере, и проводится сопоставление сделанных выводов с развитыми теоретическими представлениями.

Четвертая глава посвящена анализу результатов экспериментальных исследований эффекта аномального ослабления (АО) радиоволн в возмущенной области ионосферы, включающих

— определение зависимости порЬгов его возникновения от частоты ВН и ионосферных условий;

— изучение особенностей АО при больших мощностях ВН, когда появляется быстрая стадия его развития;

— исследование зависимости времени релаксации АО от длительности импульса излучения ВН;

— результаты исследований и интерпретацию эффекта переноса модуляции амплитуды ВН на пробные волны, зондирующие возмущенную область ионосферы;

— результаты измерения формы спектра МИИН в области масштабов ti. > До.

ГV

В заключительном параграфе главы выполнен анализ зависимости характеристик АО от формы спектра МИИН, дана интерпретация "появления быстрой стадии развития АО и эффекта переноса модуляции как следствие интенслвпого развития, в первую очередь, иеоднородностей с ¿х < Зм на начальном этапе теплового расслоения плазмы и проведено сравнение результатов измерений с теорией тепловой (резонансной) параметрической неустойчивости.

Пятая глава посвящена экспериментальным исследованиям динамических и спектральных характеристик ПРИ. Здесь рассматриваются вариации структуры его спектра в зависимости от частоты ВН и степени ее близости к гармонике гнрочастоты электронов, детально анализируются свойства основных его компонент (NC, DM, ВС, BUM), а также характеристики излучения, наблюдаемого на больших йоложнтельных отстройках относительно частоты ВН и вблизи второй ее гармоники, обсуждается ха* рактер проявления эффектон последействия от предыдущих циклов нагрева ионосферной плазмы в эволюции ПРИ. В заключительном параграфе главы рассматриваются предложенные к настоящему времени модели генерации основных спектральных компонент ПРИ и проводится их срапнение с результатами выполненных измерений. .

В шестой ялаае рассматриваются методы и возможности использования ПРИ для диагностик!! ИИТ; а также обсуждаются первые полученные здесь результаты,'включающие

— суточную зависимость характеристик диагностического ИРИ;

— зависимость характеристик диагностического ИРИ от уровня развития ИИТ;

— эффекты, наблюдающиеся при нагреве ионосферы волнами Х-поля-ризанни; -

— особенности генерации DM и BUM при использовании дополнительного нагрева ионосферы на частотах, не совпадающих с частотой зонди рования;

— измерения времен развития и релаксации ПРИ при различных ча-

стотах ВН как вдали от гармоники гнрочастоты электронов, та* и при приближении к гирорезонансу.

В заключительном параграфе главы обсуждаются возможности использования ИРИ для диагностики параметров И ИТ и характеристик ионосферной плазмы. •

В ¡Заключении сформулированы основные результаты диссертационной работы, и отмечен личный вклад автора, а также содействие его коллег при выполнении исследований.

В Приложении 1 приведены основные характеристики нагревных стендов "Зименки", "Сура" и "Гиссар", на которых автором были выполнена экстернментальные исследования по модификации ионосферы мощными ра диоволнами, а также параметры стендов "Боулдер", "Аресибо" и "Тромсе" результаты исследований на которых широко цитируются в диссертации.

В Приложении В рассмотрены основы метода ракурсного рассеяния ра диоволн, с помощью которого были выполнены, в основном, исследовали: свойств МИИН, возбуждаемых в Р-области ионосферы мощными радио волнами. '

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ

1. Выполнен цикл экспериментальных исследований стрикционной пара метрической неустойчивости (СПН) мощной электромагнитной волны С поляризации в ^-области ионосферы, касающийся изучения характеристи СПН на линейной и нелинейной стадиях ее развития, зависимости хара] терных времен развития СПН и доли потерь энергии ВН от мощности В1 характеристик "ностстрикционных" осцилляции сигналов пробных воЛ| зондирующих возмущенную область ионосферы на частотах, близких к ч; стоте ВН, генерации ИРИ, сопровождающей развитие СПН. Обнаружен что

—пороговые мощности Генерации СПН уменьшаются с уменьшение частоты ВН как РЭпоР(СПН) ос /¿^ (/вн = 4-6МГц, Ь0тР > 200км), с

ставляя Рэ„сР ~ 2МВт (Еаор. и 400-500 для /вн ^ 6МГц;

—наблюдается уменьшение аффекта стрикциониого самоъоздеистви когда полоса излучения ВН превышала 5 кГц (/вн = 6 МГц);

—развитие СПН сопровождается генерацией ИРИ в области его уз! полосной компоненты (7УСс), интенсивность которой резко усиливается, спектр расширяется при мощностях ВН, превышающих (3- 10)-/\ П0р(СП (/ин — 5МГц); .

—генерация интенсивных плазменных колебаний вблизи уровня от| жения ВН приводит здесь за счет сип стрикциониого давления к модш]

кации профиля плотности плазмы и формированию "плазменного рефлек тора";

—вблизи уровня отражения ВН наблюдается генерация МИНН с "х ~ Зм (за -счет, как предполагается, самофокуснровочной неустойчивости плазменных-волн), которые, прорастая до уровня верхнегнбридного резонанса для ВГ1, могут ускорять развитие тепловой (резонансной) параметрической неустойчивости и генерацию МШШ вследствие теплового расслоения плазмы;

'—развитие СПИ сопровождается появлением кпазипериодическнх осцилляция отраженного от ионосферы сигнала ВН и быстрых вариаций амплитуды пробных волн близких (|/пв — /пн| < 40кГц) отстроек;

—при мощностях ВН меньших Р,Пор(СГШ) (дня волн 0-поляризации) или при Х-поляриэации мощной волны наблюдается появление искусствен^ ных низкочастотных биений с периодом Т = 1 - 3 с на отраженных от ионосферы сигналах как самой ВН", так и пробных воли близких отстроек.

На основе выполненных экспериментальных исследований рассмотрены пути возможного влияния развития СПН на последующий ход развития взаимодействия ВН с плазмой и генерацию ПИТ.

2. Выполнены детальные исследования генерации и релаксации МШШ, появляющихся в результате развития тепловой (резонансной) параметрической неустойчивости при модификации Р-области ионосферы мощной радиоволной О-иоляризацни, включающие

—обнаружение времени запаздывания развития МИНН с <о ~ 50100 мс для Iх ~ 3 м (¿о ос .¿х) при Рэ ~ 50 ¿МВт но отношению к времени включения ВН с дальнейшим экспоненциальным ростом интенсивности не-однородностей до уровня их насыщения;

—изучение характеристик трех типов релаксации МШШ: обычной, наблюдающейся на первом этапе распада насыщенной.турбулентности, для которй'характерное иремя релаксации тр ее ¿1, где а ~ 2 для < ~ 7 -10 м (распаивание МШ-Ш здесь определяется скоростью поперечной амби-полярнон диффузии с ]) ~ 21),х) и а ~ 0,5 для ¿± > (расплыпанпе МШШ одсс!» определяется скоростью продольной амСипоЛярной диффузией с Р ~ 21?; )|), ускоренной релаксации, характерной для первого этана, распада ненасыщенной турбулентности, н замедленной, наблюдающейся на втором этапе распада насыщенной турбулентности;

—исследование спектральных характеристик МШШ и обнаружение при достаточно высоких мощностях ВН Р» > 10 МВт существования сиектраль-

ного максимума в области масштабов ¿о. ~ 2-Зм на первых секундах поп-действия на стадии развития эффекта АО;

—определение зависимости спектральной плотности флуктуации кок-

дентрации плазмы от мощности ВН: Фк(£.1|-Рэ) ос Рэ<0, где = 0,6 и 0,9 для 4 ~3м к 6м, соответственно, и обнаружение эффекта гистерезиса в Зависимости интенсивности рассеяния от мощности ВН, связанного с более низким (в 2-4 раза) порогом срыва генерации МИИН ло сравнению с порогом их возбуждения.

На основе выполненных исследований разработана эмпирическая модель мелкомасштабной ИИТ, использование которой при численном моделировании эволюции широкополосной компоненты ИРИ показало достаточно хорошее соответствие расчетов и экспериментальных данных.

3. Выполнен цикл экспериментальных исследований характеристик и особенностей развития эффекта аномального ослабления радиоволи в ВО ионосферы, включающий измерения характерных времен развития и релаксации АО и потерь энергии ВН в зависимости от мощности воздействия, полосы излучения ВН и ионосферных условий. В этих измерениях

—определен порог развития тепловой параметрической неустойчивости, приводящей к тепловому расслоению плазмы ^-области ионосферы

мВ -

и генерации здесь МИИН: £ВОр ~ 30-50 — (Дпор(АО) ~ 0,3-1МВт), и найдено, что он достаточно слабо зависит от-частоты ВН;

—обнаружено появление быстрой стадии АО, связанной с интенсивным развитием МИИН с/л. с; Зм, в то время как медленная стадия развития АО а также его релаксация определяются ростом и распадом декаметровы* неоднородмостей;

—установлено, что время релаксации эффекта АО существенным образом определяется уровнем развития ИИТ;

—обнаружен эффект переноса модуляции амплитуды ВН на пробны« волны близких к /вн частот, определены его основные характеристики 1 показано, что-он-связан"с; интенсивной генерацией МИИН в области мае штабов ¿1 < Зм и развитием быстрого АО при использовании короткиз

(г„ < 5 с) импульсов излучения ВН достаточно высокой (Р3 •> Рэ 110р(СПН) мощности; \

—показано, что развитие эффекта АО приводит к срыву генерацт

СПЯ; -

—установлено, что стационарный спектр флуктуации плотности плаз мы Флг(гех) имеет максимум в области масштабов £х ~ Ао (Ао — длин; волны ВН). -

4. Обнаружен аффект "модуляционного провала" — уменьшения ин тенсивиости МИИН на 6-10дБ в области масштабов ¿х ~ 10-20м пр: воздействии на ионосферную плазму мощным радиоизлучением с амяли тудной модуляцией типа "меандр" с Рыоя 2г 0,1-0,3Гц. Эффект "модуля иконного, провала", обнаруженное подавление метровых неоднородносте:

с развитием декаметровых, более интенсивная генерация неоднородностей в области масштабов 1\. < 3 м при коротких импульсах ВН, а также существование времени задержки развития МИИН ¿о позволяют, используя различные комбинации импульсных и непрерывных режимов модификации ионосферы, осуществлять управление спектром МИИН.'

5. Выполнены детальные исследования динамических и спектральных характеристик ИР И и их зависимости от мощности ВН для основных компонент излучения: N0, ОМ, ВС, ВУМ, а также дия широкополосного излучения в области больших положительных отстроек и излучения вблизи второй гармоники частоты ВН. Установлено, что

—эволюция N0», БМ и ВС, а также широкополосной компоненты ИРИ в области больших положительных отстроек определяется развитием МИИН: рост их интенсивности происходит вместе с развитием неоднородностей с ¿х — 3 м, а установление стационара по времени совпадает с развитием декаметровых неоднородностей;

—излучение для компоненты N0^ и вблизи второй гармоники частоты ВН появляется вместе с развитием СП Н, их интенсивность реоко уменьшается с началом генерации МИИН оа счет теплового расслоения плазмы при развитии тепловой (резонансной) параметрической неустойчивости;

—на начальном этапе развития В11М в его спектре наблюдается появление нескольких эквидистантно расположенных максимумов, при этом частота главного максимума В1Ш практически не зависит от частоты ВН в области расстроек относительно гирорезонанса 6/ — /вн — nfнt <'3040 кГц;

—развитие МИИН не является определяющим в генерации ВиМ, что ■находит свое подтверждение в резком уменьшение его интенсивности при использовании импульсных режимов нагрева ионосферной плазмы, когда пауза между импульсами ВН превышает 100 мс;

—при расстройках частоты ВН относительно 5 и б гармоник гирорезонанса 5/ = /вн — п/я« « —(20.— 40) кГц имеет место резкое локальное усиление и расширение спектра ВС;

-—с приближением к гирорезонансу вместе с уменьшением интенсивности ЦМ наблюдается обужение его спектра и смещение его максимума в область более малых отрицательных отстроек, а. также наблюдается осла- " бление излучения в области ИС* и обужение его спектра, но не такое сильное, как для БМ.

Полученные экспериментальные результаты сравниваются с предложенными к настоящему времени моделями генерации основных компонент ИРИ.

6. Разработаны и апробированы различные схемы диагностического

оолдпропания ионосферной плазмы с помощью ПРИ: схема импульсного зондирования, схема дополнительного возмущения ионосферной ' плазмы с помощью второй мощной радиоволны, схема измерения времен развития и релаксации высокочастотной плазменной турбулентности с помощью ПРИ. Выяснены возможности и ограничения их использования, а также оптимальные режимы излучения мощных радиоволн при проведении такого рода измерений. Эксперименты с использованием схем диагностического зондирования позволяли установить, что

—скорость распространения искусственных возмущений вдоль силовых линий геомагнитного поля от области их Генерации определяется скоростью продольной теплопроводности электронов;

—долговременные (десятки секунд и более) эффекты последействия модификации ионосферной плазмы определяются не только влиянием изменения температуры в возмущенной области ионосферы,и генерации здесь крупномасштабных неоднородностей, как ото всегда предполагалось до настоящего времени, а связаны и с другими причинами (возможно, с генерацией продольных ионосферных токов); ^

—релаксация высокочастотной плазменной турбулентности происходит со скоростью, превышающей скорость стоякковителыгой диссипации плазменных волн, и ее темп возрастает с ростом мощности ВII: 7 ь: 250 с-1 при Д' < 7 МВт и т ~ 700с-1 при Р, = 30-60 МВт (/вн = 4785 кГц).

7. Обнаружено резкое усиление генерации МЙИН в /-области в момент захода Солнца на уровне ионосферы. Сделано предположение о важности учета продольных (вдоль /?о) ионосферных токов как естественного, так и искусственного происхождения при^ рассмотрении механизмов формирования мелкомасштабной < 50 м) турбулентности верхней ионосферы.

8. Обнаружено исчезновение стадии временной задержки начала уменьшения интенсивности излучения в области его широкополосной компоненты (ВС) и резкое увеличение .декремента затухания высокочастотных плазменных волн при приближении частоты ВН к гирорезонансу вплоть до 7 ~ 3.3 • 10® с-1 при Sf = |/ш1—п/не| г; 5 кГц при характерных временах 7-0,5 • ТО5 с"1 вдали от гирорезонаиса;.

Совокупность'полученных результатов позволяет сформулировать направление исследований, выполненных в рамках диссертационной работы, как решение важной научной проблемы изучения'взаимодействия мощного радиоизлучения с плазмой и внедрения в практику ионосферных исследований основанных на использовании генерации ПИТ новцх методов диагностики верхней ионосферы, нацеленных на изучение ее динамики; а также условий и механизмов ее турбулнзацки.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Гетманцев Г.Г., Комраков Г. П., Коробков Ю.С., Мироненко Л. Ф., Митяков H.A., Рапопорт В. О., Т^ахтенгерц В. Ю., Фролов В. Л., Череповицкий В. А. Некоторые 1>еэультаты исследований нелинййных явлений в Р-слое ионосферы // Письма в ЖЭТФ, 1973. Т. 18. С. 621.

2. Беликович В.В., Бенедиктов Е. А., Гетманцев Г.Г., Ерухнмов J1.M., Зуйков H.A., Комраков Г.П., Коробков Ю,С., Котик Д.С., Митяков H.A., Рапопорт В. О., Сазонов Ю.А., Т\>ахтенгерц В. Ю., Фролов В. Л., Череповицкий В. А. Нелинейные явления в верхней и оно сферы // УФН,, 1974. Т.113. С. 732.

3. Беликович В. В., Бенедиктов Е. А., Гетманцев Г. Г., Ерухимо» Л.М.,. Зуйков H.A., Комраков Г. П., Коробков Ю. С., Митяков H.A., Рапопорт В. О.', Трахтеигерц В. Ю., Фролов В. Л., Новые результаты исследований нелинейных явлений в ионосфере // Иов. вузов. Радиофизика, 1975. Т.18. С.516.

4. Белеиов А.Ф., Бубнов В. А., Ерухнмов Л. М., Киселев 10. В., Комраков Г. П., Митякова Э.Е., Рубцов Л. II., Урядов В. П., Фролов В. Л., Чугунов Ю.В., Юхматов Б.В. О параметрах искусственных мелкомасштабных неоднородностей f j Иов, вузов. Радиофизика, 1977. Т. 20. С. 1805.

5. Ерухнмов Л. М., Метелев С. А., Митяков H.A., Фролов В. Л. Явление гистерезиса при искусственном возбуждении неоднородностей а ионосферной плазме // Иов. вузов. Радиофизика, 1978. Т. 21. С. 1738.

6. Фролов В. Л. О нагреве ионосферы мощным радиоизлучением со случайной модуляцией несущей частоты // Изв. вузов. Радиофизика, 1979. Т.22. С. 1534;

7. Ерухнмов Л. М., Метелев С. А., Митякова Э. Е , Мясников E.H., Фролов В. Л. Экспериментальные исследования искусственной ионосферной турбулентности. В сб: Тепловые нелинейные явления в плазме. — Горький: ИПФ АН-СССР, 1979. С.7.

8. Ерухнмов Л.М., Комраков Г..П., Фролов В. Л. О спектре мелкомасштабной части искусственной ионосферной турбулентности // Геомагнетизм и аэрономия, 1980. Т. 20. С. 1112.

9. Фролов В. Л. О явлении переноса модуляцин при воздействии на ионосферную плазму мощным радиоизлучением // Иов. вузов. Радиофизика, 1981. Т. 24. С. 52.9. ...

10. Ерухнмов Л. М., Метелев С. А., .Митяков H.A., Фролов В. Л. Экспериментальные исследования стрикцнонной параметрической неустойчивости в ионосфере // Из», вузов. Радиофизика, 1982. Т.25, С.490.

11. Ерухимов Л. M., Зюзин В. А., Комраков Г. П., Метелев С. А., Митя-ков H.A., Фролов B.JI. Нагрев ионосферной плазмы мощным радиоизлучением // Изв. вузов/Радиофизика, 1982. Т. 25. С. 843.

12. Ерухимов Л.М., Метелев С. А., Митя ков H.A., Фролов В. Л. О начальной стадии взаимодействия мощного радиоизлучения с плазмой верхней ионосферы // Геомагнетизм и аэрономия, 1983. Т.23. С.433.

13. Бойко Г. II., Ерухимов Л. М., Зюзин В. А., Комраков Г. П., Метелев С. А., Митяков H.A., Никонов В. А., Рыжов В. А., Токарев Ю.В., Фролов В, Л. Динамические характеристики стимулированного радиоизлучения ионосферной плазмы // Изв. вузов. Радиофизика, 1985. Т.28. С.395.

14. Караштин А. Н., Коробков Ю. С., Фролов В. Л., Цимрннг М. Ш. Искусственное радиоизлучение ионосферной плазмы на второй гармо-

. пике частоты волны накачки // Изв. вузов. Радиофизика, 1986. Т. 29. С. 28.

15. Ерухимов Л. М., Метелев С. А., Мясников "Е. II., Митяков H.A., Фролов В. Л. Искусственная ионосферная турбулентность (обзор) // Изв. вузов. Радиофизика, 1987. Т. 30. С.208. •

16. Ерухимбв Л. М., Ковалев В. Я., Куракин Е. П., Марченко С. Ф., Рубцов Л. Н., Сергеев E.H., Фролов В. Л. Исследование взаимодействия мощного радиоизлучения с ионосферной плазмой в низких широтах // Геомагнетизм и аэрономия, 1987. Т. 27. С. 758.

17. Белнкович В. В., Ерухимов Л. М., Зюзин В. А., Коробков Ю.С., Макси-менко О. И., Насыров А. М., Сергеев E.H., Фролов В. Л., Шавнн П.Б. О временах развития и релаксации искусственных мелкомасштабных пеоднородностей // Изв. вузов. Радиофизика, 1988. Т. 31. С. 251.

18. Фролов В. Л. К вопросу об аномальном ослаблении радиоволн в возмущенной области ионосферы // Изв. вузов. Радиофизика, 1988. Т. 31. С. 1164. ~ , . .

19. Беленов А. Ф., Ерухимов Л.М., Митяков II. А., Мясников E.H., Фро-~ лов В. Л, Проблемы турбулентности верхней ионосферы и искусственная ионосферная турбулентность. В сб: Неустойчивости и волновые явления в системе ионосфера термосфера. — Горький: ИИФ АН СССР, 1989. С. 132.

20. Фролов В; Л. Новая компонента искусственного радиоизлучения ионосферы // Геомагнетизм и аэрономия, 1990. Т. 30. С. 975.

21. Бойко Г. II., Ерухимов Л.М., Фролов В. Л. Возбуждение мелкомасштабных неодкородностей вблизи уровня отражения волны накачки // Геомагнетизм и аэрономия, 1990. Т. 30. С. 998.

/

22. Бойко Г. II., Ерухимов Л. М., Фролов B.JI. Результаты экспериментальных исследований искусственных низкочастотных амплитудных биений отраженных от ионосферы радиоволи // Изв. вузов. Радиофизика, 1991. Т. 34. С. 23.

J3. Leyscr Т.В., Thide В., Waldenvik М., Goodman S., Frolov V. L., Grach S.M., Karaslitin A.N., Komrakov G.P., Kotik D. S. Spectral structure of stimulated electromagnetic emission between electron cyclotron harmonics //J.

' Geophys. Res., 1993. V.A98. P. 17597.

24. Leyser Т. В., Thide В., Waldenvik M., VeszeleiE., Frolov V. L., GracliS. M., Komrakov G. P. Downshifted maximum features in stimulated electromagnetic emission spectra // J. Geophys. Res., 1994. V.A99. P. 19555.

25. Фролов В. Л., Бойко Г.Н., Мет еле в С. А., Сергеев Е.Н. О возможностях исследования искусственной ионосферной турбулентности с помощью, диагностического радиоизлучения ионосферной плазмы // Изв. вузов. Радиофизика, 1994. Т. 37. С. 909.

26. Сергеев Е. II., Бойко Г. II., Фролов В. Л. Исследование динамихи высокочастотной плазменной турбулентности с помощью искусственного радиоизлучения ионосферы // Изв. вузов. Радиофизика, 1994. Т. 37. С. 763.

27. Sergeev Е. N., Frolov V. L., Grach S.M., Shvarts М. М. Investigations of artificial HF plasma turbulence features using stimulated electromagnetic emission // Adv. Space Res., 1995. V. 15. P. 12 (63).

28. Shvarts M.M., Grach S. M., Sergeev E. N., Frolov V. L. On the genera* tion of the stimulated electromagnetic emission. The computer simulation results // Adv. Space Res., 1995. V.15. P. (12) 59.

29. Шварц M. M., Грач С. M., Сергеев E. II., Фролов В^Л., Моделирование широкополосной компоненты искусственного радиоизлучения ио-' носферы // Изв. вузов. Радиофизика, 1994. Т. 37, С. 647.

30. Метелев С. А., Фролов В. Л. Исследование воздействия на ионосферную плазму мощного радиоизлучения со случайной модуляцией несущей частоты. Всесоюзный симпозиум "Эффекты искусственного воз- дейстпия мощным радиоизлучением на ионосферу Земля". Тезисы докладов. — М.: ИЗМИР АН, 1983. С. 60.'

31. Бойко Г. Н., Метелев С. А., Сергеев Е. Н., Фролов В. Л. Зависимость спектральных характеристик искусственного радиоизлучения от частоты волны накачки. Труды III Суздальского симпозиума УРСИ по модификации ионосферы мощными радиоволнами. — М.: ИЗМИР АН; 1991. с:. )•!().. . ' ' ' '

22. Фролов В, Л. Некоторые оамечаиня о динамике искусственного радиоизлучения ионосферы. 1\>уды III Суздальского симпозиума УРСИ по модификации ионосферы мощными радиоволнами. — М.: ИЗМИР АН, 1991. С. 158.

33. Frolov V. L, Temporal behavior of artificial small-scale ionospheric irreg-ulatities: A review of the experimental results. 30 th COSPAR scientific assembly. II Abstract. — Hamburg, Germany, 1994. P. 207.

34. Frolov V.L., Komrakov G.P., Sergeev E<N., Thide В., Waldenvik M., Veszelei E., Leyser T. B. Properties of stimulated electromagnetic emission observed in the vicinity of the reflected pump wave. IV Suzdal URSI symposium on artificial modification of the ionosphere. Abstracts. — Uppsala, Sweden, 1994. P. 38.

• • 35. Frolov V.L.jThide В., CaiozziT. Some new observations of the upshifted maximum in stimulated electromagnetic emission spectra. IV Suzdal URSI symposium on ar-tificial modification of thé ionosphere. Abstracts. — Uppsala, Sweden, 1994. P. 40.

36. Frolov V. L,, Erukhimov L. M., Grach S. M., Komr&koy G. P., Sergeev E. N.t Thide В., Carozzi T. Features of broad upshifted maximum in tlic spectrum of stimulated electromagnetic emission. IV Suzdal URSI symposium on artificial modification of the ionosphere. Abstracts. — Uppsala, Sweden, 1994. P. 69.

37. Frolov V. L., Erukhimov L. M., Sergeev E.N., Tliide B. Pecularities of tlm evolution of BUM and DM structures in the spectrum of stimulated electromagnetic emission coming to light by additional pulse heating. IV Suzdal URSI symposium oil artificial modification of the ionosphere. Abstracts. — Uppsala, Sweden, 1994. P.70.

38. ICagan L. M., Frolov V, L. Significance of field-aligned currents for F-region perturbation. XX EGS General Assembly. Grenoble, France, 1994. Annales Geophysical, Paît Ш. Space and Planetary Sciences. Supplement'III to V.12. P.689. ;• ' '.'" • " ■ '

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ЗВЕДЕНИЕ ...........................................................10

ГЛАВА 1. Основные явления, наблюдаемые в экспериментах по модификации Р-области ионосферы. Теоретические представления о механизмах генерации искусственной ионосферной турбулентности ......27

1.1. Генерация денгмюровскои турбулентности в верхней ионосфере в окрестности точки отражения обыкновенной ра--дцоводны ........................................................28

1.2. Тепловая параметрическая неустойчивость и мелкомасштабное расслоение плазмы ......................^............. 37

1.3. Самофокусировочная неустойчивость мощных радиоволн в ионосфере и генерация крупномасштабных ионосферных, иеоднородностей ................................................42

1.4. Макроскопические возмущения температуры и плотности электронов ионосферной плазмы................................47

1.5. Модификация профиля ионосферной плазмы за счет сил теплового и стрикционного давления ............................54

1.6. Ускорение электронов в области плазменного резонанса ...,,...58

1.7. Заключительные замечания ......................................61

ГЛАВА II. Экспериментальные исследования развития стрикционнои

параметрической неустойчивости ......................................65

2.1. Стрикционное самовоздействие мощных радиоволи в Р-области ионосферы ......................................................65

2.2. Генерация мелкомасштабных искусственных ионосферных иеоднородностей на стрикционнои фазе взаимодействия '

ВН с плазмой ..........................................,..16

2.3. Результаты исследования свойств "лостстрикцнонных" ос-•цияляцнй отраженных от ионосферы -сигналов ВН и ПВ ....... 80

2.3.1. Характеристики квазилериодических осцилпяций ........ 80

2.3.2. Свойства биений отраженных от цоносферц сигналов ВН и ПВ .....л...,....;,......,........,..,.. ........83

- 2.3.3. О свойствах осцилляции сигналов ПВ ....................86

2.3.4. Эффект фокусировки радиоволн оа счет "плазменного рефлектора", образующегося вблизи уровня отражения ВН ............................................8S

2.4. Обсуждение результатов. Модель искусственной ионосферной турбулентности на стрикциошюй стадии взаимодействуя мощного радиоизлучения с плазмой JP-области ионосферы ....................... ......... ........................... 95

i ЛАВА III. Характеристики анизотропных мелкомасштабных неодно-родностей, "возбуждаемых в ^-области ионосферы мощной радио- • волной O-поляризации ..................................................97

3.1. Результаты исследований эволюции МИИН .....................98

3.1.1. Особенности развития М1ШН ............................98

3.1.2. Об одной особенности развития МИИ'П с.

¿х ~3м ..................................................102

3.1.3^ Характеристики релаксации МИИН .........'............103

3.1.4. Особенности эволюции МИИН при модификации ионосферы короткими периодически повторяющимся импульсами B1I ......... i................................ 106

3.2. Несколько оаксчалшй 6 характеристиках флуктуации рассеянных сигналов .............................................. 108

3.3. Зависимость стационарной интенсивности МИИН от мощности ВН. Эффект гистерезиса .........,......................113

. 3.4, Частотная зависимость интегрального сечения'рассеяния

ВО. Спектральные характеристики МИИН .......;............118

3.5. Эмпирическая модель мелкомасштабной искусственной ио- -носфериой турбулентности ....................................125

3.6. Обсуждение, результатов . ...................................... 12S

ГЛАВА IV. Экспериментальные, исследования эффекта аномального

ослабления радиоволн в ВО ионосферы .......... ............._....136

4.1. Основные морфологические характеристики эффекта АО......137

4.2. Особенности развития АО при больших мощностях ВН ....... 141

4.3. Эффект переноса амплитудной модуляции интенсивности

ВН на ПВ, зондирующие ВО ионосферы.......................145

4.4. О форме спектра искусственных яеоднородиостей в области масштабов ¿j. > Ао .............................................152

(V

4.5. Обсуждение результатов .......................................156

ГЛАВА V. Динамические и спектральные характеристики искусственного радиоизлучения ионосферной плазмы ............................161

5.1. Структура стационарного спектра ЙРИ .......................162

5.2. Свойства главного спектрального максимума излучения

(DM) ...........................................................'165

5.2.1. Спектральные характеристики DM ......................165

5.2.2. Дицамика развития DM .................................167

5.2.3. Зависимость интенсивности DM от мощности ВН ......170

5.3. Свойства широкополосной компоненты ПРИ (ВС) ............. 172

5.4. О характеристиках узкополосной компоненты ПРИ (NC) „.,..174

5.5. Несколько замечаний о динамическом спектре ИРИ .......,,..179

5.6. О влиянии некоторых эффектов последействия на эволюцию

ИРИ ............................................................182

5.7. Результаты измерений характеристик UM ..;................,186

5.8. О характеристиках излучения, наблюдаемого в области больших положительных отстроек ....'.-........................187

5.9. О характеристиках излучения вблизи второй гармоники частоты ВН .......................................................192

5.10. Свойства излучения, наблюдаемого в области широкополосного максимума ИРИ (BUM) ...............................194

5.10.1. Спектральные характеристики BUM .................................195

5.10.2. Динамика развития BUM..........................................198

5.30.3. Зависимость интенсивности BUM от мощности ВН..... 200

5.10.4. Влияние режима излучения ВН на характеристики

BUM ............................................. .......202

5.11. Несколько (замечании об особенностях генерации ПРИ'в области его отрицательных отстроек, когда /вн близка к гармонике гнрочастоты электронов ............................ 203

5.11.1. Вариации спектральных характеристик БМ ...........203

5.11.2. Вариации спектральных характеристик ВС ............205

5.11.3. Вариации спектральных характеристик N0, ...........207

5.12. Обсуждение результатов измерений и воомояшых механизмов генерации основных спектральных компонент ПРИ.....208

5.12.1. Узкополосная компонента излучения (ИС) ..............208

5.12.2. Главный спектральный максимум ПРИ (ЭМ) ...........211

5.12.3. Широкополосная компонента излучения и области отрицательных отстроек (ВС) ...........................213

5.12.4. Широкополосный максимум излучения в области положительных отстроек (В11М) '...........................216

ГЛАВА VI. Использование ИРИ для диагностики искусственной ионосферной турбулентности- .............................................. 219

6.1. Использование схемы импульсного диагностического зондирования ВО ионосферы с помощью ИРИ для исследования свойств низкочастотной ИИТ ......................................220

6.1.1. Схема диагностического оондирования ..................221.

6.1.2. Выбор параметров диагностической волны..............223

6.1.3. Диагностика свойств ИИТ с помощью ДИРИ ............ 229

6.2. О возможностях использования схемы дополнительного нагрева ионосферной плазмы в оадачах по исследованию свойств ИИТ ...............,.,.....,.........................238

6.25.1. Об особенностях эволюции БМ и В1Ш, проявляющихся в экспериментах с дополнительным нагревом . ионосферной плазмы .......................V.......,..,,.240

6.2.2. О влиянии на характеристики ИИТ нагрева ионосферы мощным« волнами Х-поляризации ............... 245

6.3. Исследование эволюции высокочастотной плазменной турбулентности с помощью ИРИ .............. ....................250

6.3.1. Методика проведения измерений ........................251

6.3.2. Результаты исследований эволюции ИРИ вдали от гаромник гирочастоты электронов ...................... 253

6.3.3. Результаты исследования эволюции ИРИ вблизи гармоник гирочастоты электронов ..........................258

6.3.4 Обсуждение результатов измерений и вооможно-стей использования ИРИ для диагностики параметров ВПТ и исследования характеристик ионосферной плазмы .............................................. 259

6.4. Заключительные замечания .................................... 263

ВКЛЮЧЕНИЕ...........................................................266

риложение 1. Характеристики пагрешшх стендов.......................275

риложение 2. Диагностика искусственной ионосферной турбулентности с помощью ракурсного рассеяния радиоволи ...................... 277

ИТЕРАТУРА ............................................................283

аСУНКИ .................................................................333

Подписано в печать 8.11.1985 г. Формат 60 х 84/16. Бумага писчаа. Печать офсетная. Объем 1,35 усл.п.п. ' - . Заказ 5443. Тираж 100.

Отпечатано в фирме "УНИ-ПРИНТ"